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公開番号2024017919
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-08
出願番号2022120879
出願日2022-07-28
発明の名称シート、シール材、燃料電池、電解セル、シートの製造方法およびシール材の製造方法
出願人ニチアス株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C01B 33/42 20060101AFI20240201BHJP(無機化学)
要約【課題】粘土をベースとしつつ、高温環境における電気絶縁性に優れるシート及びシール材を提供する。
【解決手段】第1成分を主成分とし、任意選択的に第2成分とを含み、前記第1成分は、粘土であり、加熱寸法安定性として直径変化率が10%以下であり、シート全体の重量を100重量%としたときに、酸化鉄の含有量が6重量%以下である。また、前記第2成分は、充填材であり、シート全体の重量を100重量%としたときに、前記第1成分及び前記第2成分の合計が90重量%以上であり、前記第1成分:前記第2成分=20:80～100:0であるシートおよび該シートを含むシール材。このとき、前記膨潤化粘土は、膨潤化白雲母であり、前記膨潤化白雲母は、白雲母の層間にあるK⁺イオンの少なくとも一部がLi⁺イオンで交換されている。また、前記第2成分は、粘土または酸化物の充填材である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１成分を主成分とし、
前記第１成分は、粘土であり、
加熱寸法安定性として直径変化率が１０％以下であり、
シート全体の重量を１００重量％としたときに、酸化鉄の含有量が６重量％以下であるシート。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
第１成分と、任意選択的に第２成分とを含み、
前記第１成分は、膨潤化粘土であり、
前記第２成分は、充填材であり、
シート全体の重量を１００重量％としたときに、前記第１成分及び前記第２成分の合計が９０重量％以上であり、
前記第１成分：前記第２成分＝２０：８０～１００：０である請求項１に記載のシート。
【請求項３】
前記第１成分が膨潤化白雲母である請求項１に記載のシート。
【請求項４】
シート全体の重量を１００重量％としたときに、アルミナの含有量が１６重量％以上である請求項１に記載のシート。
【請求項５】
前記膨潤化粘土は、膨潤化白雲母であり、
前記膨潤化白雲母は、白雲母の層間にあるＫ
＋
イオンの少なくとも一部がＬｉ
＋
イオンで交換されている請求項１又は２に記載のシート。
【請求項６】
前記第２成分は、粘土または酸化物の充填材である請求項２に記載のシート。
【請求項７】
前記第２成分は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ
５０
）が５～５０μｍである請求項２に記載のシート。
【請求項８】
バインダーの含有量が０．１重量％以下である請求項１又は２に記載のシート。
【請求項９】
シート全体の重量を１００重量％としたときに、酸化鉄の含有量が３重量％以下である請求項１又は２に記載のシート。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシートを含むシール材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート、シール材、燃料電池、電解セル、シートの製造方法およびシール材の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
各種産業における装置および配管フランジ等には、ガスケットやパッキン等のシール材が使用されている。ガスケットとして、シートガスケット、渦巻形ガスケットやのこ歯形ガスケット等が知られている。
【０００３】
特に高温用のガスケットには、粘土を主成分として含むシートが使われている。粘土シートは、非膨潤性粘土を用いたものと膨潤性粘土を用いたものに分類される。このうち、
従来の膨潤性粘土を用いたシート又は該シートを用いたシール材には、バーミキュライトを改質して膨潤化したもの（改質バーミキュライト）などが原料として用いられていた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、膨潤性粘土として改質バーミキュライトを含むシート、および該シートを用いたシール材が記載されている。特許文献２には、膨潤性粘土として改質バーミキュライトを含むシートを用いたシール材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第３３２５３４０号明細書
特許第４７４５６９１号公報
特開昭５８－９９５５号公報
国際公開第２０１７／１１５３９９号
特表２０１５－５３５９１１号公報
特公平７－８７２４号公報
特許第６７５４７４６号公報
特許第３８５５００３号公報
特許第３４６８７４７号公報
特開２００７－２５４１８８号公報
特開２０１７－７１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
膨潤性粘土を用いた従来の粘土シートをシール材として用いた場合、下記のような問題点があった。
【０００７】
特許文献１、２に示した改質バーミキュライトは、繊維およびバインダーを使用せずにシート化することが可能であり、高温環境でのシール性を有する。しかし、鉄分を多く含むことから、導電性が発生し、絶縁性が求められる電子部品や電極付近での使用に制限があった。
【０００８】
本発明は、従来の粘土シートにおける上記の高温環境における電気絶縁性が不十分な点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、粘土をベースとしつつ、高温環境における電気絶縁性に優れるシート、シール材、該シール材を用いた燃料電池、電解セル、シートの製造方法およびシール材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究した結果、改質した白雲母に水などの溶媒を添加したスラリーを乾燥することで、高温環境における電気絶縁性に優れたシートが得られることを見出した。
本発明は、以下に示す、シート、シール材、該シール材を用いた燃料電池、電解セル、シートの製造方法およびシール材の製造方法に関する。
【００１０】
［１］第１成分を主成分とし、
前記第１成分は、粘土であり、
加熱寸法安定性として直径変化率が１０％以下であり、
シート全体の重量を１００重量％としたときに、酸化鉄の含有量が６重量％以下であるシート。
［２］
第１成分と、任意選択的に第２成分とを含み、
前記第１成分は、膨潤化粘土であり、
前記第２成分は、充填材であり、
シート全体の重量を１００重量％としたときに、前記第１成分及び前記第２成分の合計が９０重量％以上であり、
前記第１成分：前記第２成分＝２０：８０～１００：０である上記［１］に記載のシート。
［３］
前記第１成分が膨潤化白雲母である上記［１］に記載のシート。
［４］
シート全体の重量を１００重量％としたときに、アルミナの含有量が１６重量％以上である上記［１］に記載のシート。
［５］
前記膨潤化粘土は、膨潤化白雲母であり、
前記膨潤化白雲母は、白雲母の層間にあるＫ
＋
イオンの少なくとも一部がＬｉ
＋
イオンで交換されている上記［１］又は［２］に記載のシート。
［６］
前記第２成分は、粘土または酸化物の充填材である上記［２］に記載のシート。
［７］
前記第２成分は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ
５０
）が５～５０μｍである上記［２］に記載のシート。
［８］
バインダーの含有量が０．１重量％以下である上記［１］又は［２］に記載のシート。
［９］
シート全体の重量を１００重量％としたときに、酸化鉄の含有量が３重量％以下である上記［１］又は［２］に記載のシート。
［１０］
上記［１］乃至［９］のいずれか一項に記載のシートを含むシール材。
［１１］
燃料電池用又は電解セル用である上記［１０］に記載のシール材。
［１２］
上記［１３］に記載のシール材を含む燃料電池又は電解セル。
［１３］
上記［１］乃至［９］のいずれか一項に記載のシートの製造方法であって、
前記第１成分と前記第２成分とを混合して、混合物を形成する工程を含むシートの製造方法。
［１４］
シール材の製造方法であって、
上記［１３］に記載のシートの製造方法で製造したシートを、ガスケット又はパッキンの一部として組み込む工程を含むシール材の製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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